学习笔记

本文提出了两种兴趣点推荐模型,一是深度多模排序学习推荐模型(DMRL),它结合用户行为的时空动态性和内容信息,尤其解决了冷启动问题;二是上下文感知时序关系挖掘模型(MCI-DNN),通过时序依赖和上下文影响建模用户偏好。此外,还提出时空背景感知的层级注意力模型(GT-HAN),关注签到行为的全局时序和空间关系。这三种模型在Foursquare和Yelp数据集上展现出优越的推荐准确性和鲁棒性。

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(1)提出了多模内容信息融合的兴趣点推荐模型。针对冷启动兴趣点推荐问题,本文提出了深度多模排序学习推荐模型(DMRL),该模型是一个概率生成模型,将挖掘到的多模内容信息以紧耦合方式融合到贝叶斯个性化排序学习框架(BPR)。首先,创建了时间依赖和空间约束的用户偏好模型,挖掘用户行为的时间动态性和空间依赖性;其次,设计了深度多模网络,从兴趣点的文本内容和视觉图片中挖掘兴趣点的语义表示,通过正则化项方式与BPR框架的融合搭建兴趣点的多模态内容信息和隐式反馈之间的桥梁,以任务驱动和有监督学习方式提取不同模态数据的语义表示;最后,为了加速模型的训练,设计了基于排序的自适应负样本采样算法。FourSquare和yelp数据集上的测评结果表明DMRL的accuracy和MRR均显著优于对比方法。DMRL在冷启动兴趣点推荐上的accuracy@10分别提升了19.74%和53.89%,且在不同程度的稀疏数据集上的鲁棒性也显著增强。

1.建立兴趣点推荐的排序学习方法,利用用户反馈的兴趣点和未反馈的兴趣点构建偏序关系,建立排序学习模型挖掘用户和兴趣点的内在关系。

2.建立多模内容信息的挖掘方法,位置社交网络中的兴趣点从文本和视觉图片两个角度来对用户产生吸引力,为此本文需要研宄多模态内容信息的挖掘方法提取兴趣点的语义表示

3.建立时空约束下的用户偏好挖掘方法,常规的用户偏好建模方法是通过用户和兴趣点在稠密语义空间上的关系进行表示,无法表达用户在时间和空间约束下的偏好,为此本文需要研究用户偏好的时空依赖性,建立时空约束下的用户偏好模型。

针对POI推荐模型中存在数据稀疏,冷启动等问题,提出DMRL模型。这个模型针对用户行为的时空特点,建立了一个与时间相关的一个用户偏好模型,能够更好的捕捉用户行为。 并且为了缓解数据稀疏问题,该模型引入了 POI 的语义信息,并使用 BPR 框架来学习隐式交互。

        DMRL构建了时间依赖的用户偏好向量挖掘用户偏好的时间动态性,以正则化项方式引入了兴趣点空间距离信息,构建了时空依赖的用户偏好模型;DMRL构建了深度多模特征提取模型,从兴趣点的视觉图片和群体评论中挖掘兴趣点的内容语义特征,建立了联合学习策略对用户偏好模型和内容特征提取模型进行监督性的学习。为了加速模型的收敛速度,还提出了基于排序的动态采样策略。在foursquare和gowalla上进行实验测评,本文提出的方法在冷启动推荐上优于传统的方法的效果。

        本章设计了一个DMRL模型对个性化排序中的内在逻辑关系进行建模。该模型是一 个将兴趣点的多模态内容信息融合到贝叶斯个性化排序学习框架的概率生成模型 。具体来说,DMRL模型首先创建了一个时间依赖的用户偏好模型,利用空间特征化技术解决用户偏好的空间约束问题,使得DMRL模型可以同时挖掘用户行为的时间动态性和空间依赖性。其次,建立了一个深度多模网络,挖掘兴趣点的文本内容特征和视觉特征,以正则化项方式融合到BPR模型框架。由于BPR模型框架可以充分利用观测到的和未观测到的行为数据学习用户与兴趣点的交互关系,因此,深度多模网络模型与BPR框架的融合可以有效的搭建兴趣点的内容信息和隐式反馈之间的桥梁 ,使得我们的模型可以以推荐任务驱动的有监督学习方式提取不同模态数据的语义特征表示。此外,为了加速模型的训练和参数学习,本章设计了基于排序的自适应釆样策略,可极大的加速模型的训练和参数收敛速度

        本文的目的是给为用户推荐经过排序的空间兴趣点列表,因此,将研究的问题定义为:对于给定的任意用户签到元组x=(u,t,v)形成一个查询q,目标是从兴趣点集合v中寻找满足查询条件q的topN个兴趣点推荐给目标用户。

         首先将用户和兴趣点映射到相同的K维实值潜在空间,创建的用户偏好模型为用户和兴趣点在实值潜语义空间中的向量内积。因此,对于用户的每个签到元组Xikj,简单的用户偏好模型函数可以表示为:

        由于用户的偏好是非常容易受到空间关系的影响,地理空间较为相近的两个兴趣点往往会吸引具有相似偏好的用户到访。利用两个兴趣点之间的地理空间距离衡量空间转移概率,于是Wjl可定义为:

        融合地理空间信息到简单的用户偏好模型函数中,得到用户偏好的模式表达式为: 

         其中η∈[0,1]为参数权重,用于平衡与目标兴趣点Vj在地理空间上相近的兴趣点对用户偏好的影响程度。η越大,认为空间影响程度越大。为了避免过拟合,p和q都小于C(事先约定超参数)。公式第一项衡量了用户对兴趣点在交互行为上的偏好,第二项衡量了地理空间对用户偏好的影响,在模型中起到正则化作用。

        本文所提出的网络模型是包含三个子网络的混合网络模型,即:提取图像特征的深度卷积神经网络,提取群体评论的记忆自编码网络以及学习共享语义表示的多模融合网络。前两个网络结构在提取兴趣点高层语义表示过程中相互影响。所构建的网络模型如下图所示。

        对于多模态信息,该模型分别用LSTM自编码和VGC16(预训练的卷积神经网络)得到对应的表示,然后勇敢多模融合从而得到地点多模态的语义信息。多模融合就是分别对文本和图像的表示通过一个线形层

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